高溫鐵水、爐渣對礦熱爐爐眼耐火材料的侵蝕機理

　　礦熱爐冶煉鐵合金的過程中，爐襯長期經受高溫鐵水、爐渣的侵蝕，以8MVA和15MVA礦熱爐為例，在冶煉普通錳硅合金時，出爐鐵水溫度一般在1450℃左右，爐渣溫度在1380℃左右,爐渣中的SiO2和MnO在1240℃時形成低熔點的硅酸錳，而從MnSiO3中還原得到含Si 20%的合金液的開始溫度是1490℃冶煉含Si 22%及以上的合金其開始溫度過1490℃。

　　在實際生產中，由于低碳錳硅合金是從已生產過普通錳硅合金且爐眼炭磚受到一定程度損傷的礦熱爐中直接轉煉過來的,所以高溫鐵水、熔渣對已損傷的爐眼爐襯的蝕損更加明顯，突出表現在鐵水、熔渣從爐眼及爐眼“騎馬”炭磚兩側滲漏，見圖1。

　　低碳錳硅合金爐眼受高溫鐵水、爐渣浸泡示意圖

　　圖1 低碳錳硅合金爐眼受高溫鐵水、爐渣浸泡示意圖

　　按平均每爐鐵水重量、鐵水和熔渣密度、爐膛直徑等數據測算，在生產低碳錳硅合金時，8MVA、15MVA礦熱爐爐膛內鐵水液面平均高度分別約為47mm、42mm，溶渣層平均厚度分別在110mm、82mm左右。爐眼直徑新開眼時約為φ70mm,使用后期，擴大至φ100mm左右，即鐵水自始至終浸泡著爐眼，渣鐵線也在每爐生產周期內低于爐眼上沿，可見爐眼處的磚襯、泥球長時期受到高溫鐵水、熔渣的不斷浸泡，形成了高溫燒損。

　　各牌號的錳硅合金在爐膛內均有氧化還原反應：SiO2·MnO+3C=MnSi+3CO (1)

　　出鐵過程中焦炭從爐眼大量排出。當還原劑不足時，新一爐鐵水反應就會將爐眼磚中的碳作為還原劑，將SiO2·MnO還原成MnSi,即爐眼炭磚受到物化反應的蝕損。

　　在礦熱爐出鐵過程中，由于渣鐵共同從一個爐眼排出，爐眼磚同時受到高溫鐵水和熔渣的沖刷,造成了高溫機械蝕損。